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Evaluación del Riesgo Sísmico de Edificaciones mediante Funciones de Vulnerabilidad en la Ciudad de Ayacucho – Perú
Resumen Ejecutivo
Perú es uno de los países más expuestos a eventos catastróficos a nivel mundial, especialmente a terremotos generados por la interacción de las placas de Nazca y Sudamericana. La informalidad en la construcción, sumada a la alta sismicidad, representa un riesgo significativo para la ciudad de Ayacucho. Esta investigación evalúa el riesgo sísmico de las edificaciones en Ayacucho mediante un enfoque integrado que combina análisis de amenaza sísmica probabilística, estudios geofísicos y evaluación de vulnerabilidad estructural.
Los resultados muestran que más del 50% de las edificaciones podrían sufrir daños fuertes o severos durante la ocurrencia de un terremoto raro con período de retorno de 475 años. Además, se identificó que la aceleración máxima del suelo para un sismo de diseño es de 0.31g, valor superior al establecido por la Norma Peruana E.030 (z = 0.25g).
Metodología Integrada
1. Evaluación de Amenaza Sísmica
- Uso del programa R-CRISIS (v20.1.0) para análisis probabilístico
- Consideración de 29 fuentes sismogénicas (20 de subducción y 9 continentales)
- Modelo de recurrencia de Gutenberg-Richter
- Leyes de atenuación de Youngs et al. (subducción) y Sadigh et al. (continentales)
2. Microzonificación Sísmica
- Estudios geofísicos MASW (Análisis Multicanal de Ondas Superficiales)
- Caracterización del suelo mediante velocidades de onda de corte (Vs)
- Elaboración de mapas de zonificación geotécnica sísmica
3. Evaluación de Vulnerabilidad
- Método del índice de vulnerabilidad (11 parámetros estructurales)
- Evaluación de 2,078 edificaciones (adobe, mampostería confinada, concreto armado)
- Uso de funciones de vulnerabilidad específicas para cada tipología estructural
4. Evaluación de Riesgo
- Integración de amenaza y vulnerabilidad mediante funciones de vulnerabilidad
- Análisis de cuatro escenarios sísmicos con diferentes períodos de retorno
- Generación de mapas de riesgo utilizando Sistemas de Información Geográfica (SIG)
Resultados Principales
1. Caracterización Geotécnica del Suelo
La ciudad de Ayacucho presenta principalmente gravas limosas (GM) y arenas limosas (SM), con capacidad portante entre 1.0-2.5 kg/cm². Se identificaron cinco zonas geotécnicas con amplificación sísmica que varía entre 1.0 y 2.5.
2. Amenaza Sísmica Probabilística
| Escenario Sísmico | Período de Retorno | Aceleración Máxima (PGA) |
|---|---|---|
| Sismo frecuente | 43 años | 0.14g |
| Sismo ocasional | 72 años | 0.17g |
| Sismo raro (diseño) | 475 años | 0.31g |
| Sismo muy raro | 970 años | 0.37g |
3. Vulnerabilidad de las Edificaciones
De las 2,078 edificaciones evaluadas:
- 65.26% presentan vulnerabilidad media
- 29.40% presentan vulnerabilidad baja
- 5.34% presentan vulnerabilidad alta
Distribución por tipología estructural:
- Adobe: 80.98% vulnerabilidad media, 9.77% alta
- Mampostería confinada: 53.53% vulnerabilidad media, 44.90% baja
- Concreto armado: 100% vulnerabilidad baja
4. Niveles de Daño para Sismo de Diseño (475 años)
| Nivel de Daño | Porcentaje de Edificaciones | Descripción |
|---|---|---|
| Considerable | 20.1% | Daño significativo en elementos estructurales, reparaciones extensivas |
| Fuerte | 30.0% | Daño muy importante, riesgo alto de estabilidad estructural |
| Severo | 31.0% | Daño considerable, estabilidad peligrosa, demolición recomendada |
| Colapso | 18.9% | Edificación en ruinas, colapso total |
Conclusiones Principales
- La ciudad de Ayacucho presenta una prevalencia del 65.26% de edificaciones con vulnerabilidad media, lo que las hace susceptibles a sufrir daños significativos durante un sismo.
- La aceleración máxima del suelo para un sismo de diseño es de 0.31g, valor que excede el establecido por la Norma Peruana E.030 (z = 0.25g para Zona 2), situando a Ayacucho entre las zonas 2 y 3 de diseño sísmico.
- Los suelos de Ayacucho presentan capacidad portante entre 1.0-2.5 kg/cm² y amplificación sísmica de 1.0-2.5, con las mayores amplificaciones en zonas con pendientes pronunciadas.
- Durante un sismo raro (período de retorno 475 años), más del 50% de las edificaciones sufrirían daños fuertes o severos, comprometiendo su estabilidad estructural.
- Las edificaciones de adobe son las más vulnerables, con un 40.6% que podría colapsar durante un sismo de diseño, mientras que las de concreto armado mostrarían mejor comportamiento.
- Las áreas más críticas son el centro histórico (edificaciones coloniales en mal estado) y las zonas periféricas (autoconstrucción en laderas inestables).
Implicaciones y Recomendaciones
Para autoridades y planificadores:
- Actualizar la zonificación sísmica de Ayacucho considerando los valores de PGA obtenidos (0.31g)
- Implementar programas de reforzamiento estructural prioritario para edificaciones de adobe y mampostería confinada
- Regular la construcción en laderas inestables y mejorar los controles de calidad en la construcción
- Desarrollar planes de evacuación y respuesta ante emergencias sísmicas
Para la población:
- Concientización sobre la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones existentes
- Promoción de técnicas de construcción sismorresistente, especialmente para autoconstrucción
- Participación en simulacros y preparación para emergencias sísmicas
Palabras clave: Amenaza sísmica, vulnerabilidad sísmica, riesgo sísmico, microzonificación, funciones de vulnerabilidad, Ayacucho, Perú, ingeniería sísmica, análisis probabilístico.
Referencia Completa
Sulca-Huamán, J., & Delgadillo, R. M. (2022). Evaluación del riesgo sísmico de edificaciones mediante funciones de vulnerabilidad en la ciudad de Ayacucho – Perú. TECNIA, 32(2), 21-35. https://doi.org/10.21754/tecnia.v32i2.1377
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